[实用新型]一种燃料电池用双冷却中冷器

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池用双冷却中冷器，至少包括导流端盖、冷却腔以及散热管，导流端盖设置在该中冷器的两侧，两侧导流端盖中间连通设置有冷却腔，冷却腔至少包括相邻设置的气冷腔和液冷腔两个冷却空间；散热管位于中冷器内部，散热管贯穿气冷腔和液冷腔，使得散热管与导流端盖在中冷器内部形成流场空间。通过气冷腔和液冷腔两个冷却腔体，并利用增湿器废气对高温气体的预降温可以大大减少液冷所需消耗的能量，降低了来自空压机的空气冷却产生的寄生功率，提高燃料电池系统整体效率；降低热管理系统负担和零部件要求，减小成本，也提高系统稳定性；由中冷器排出废气的温度大大提高，大大高于系统运行温度，有利于废气能量的回收。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池系统领域，具体为一种燃料电池用双冷却中冷器。

背景技术

燃料电池作为一种清洁环保高效的能量转换装置，随着燃料电池技术的逐渐成熟，越来越受到各个国家的重视，尤其在我国获得飞速发展，其应用范围也越来越广。质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有环保、高效、启动速度快、功率密度大等优点，是未来交通动力系统的主要竞争者之一，其质子交换膜在适当湿润条件下燃料电池才能获得良好的工作性能。燃料电池空气和氢气进气都需要被增湿以防止质子交换膜脱水降低电池性能及工作寿命，使燃料电池得以高效工作。在诸多加湿技术路线中，膜加湿器利用PEMFC摆放的湿废气被循环利用于加湿和加热反应物，因其具有增湿稳定、可控性强、增湿量大，无额外功耗等优点成为当前主流的外增湿技术方案。另一方面，为了创造有利的电堆工作条件通常需要对空气进行加压，经由空压机加压的空气通常会伴随温度升高，因而在进入增湿器前通常要利用中冷器降温。

目前的中冷器的使用方法为：空压机出来的高温压缩干空气先经过中冷器降温，后再进入加湿器增湿后进入电堆。这种方法存在诸多的问题，例如：

（1）现有中冷器通常为单独的液冷或风冷，但无论液冷或者风冷其冷却介质需要设有外加来自系统冷却水路的动力，外加的动力或者是电动水泵，或者是电动风扇，都需要大量消耗系统功率；

（2）该传统使用方法的冷却技术路线是干气使用冷却液降温，冷却液再被整车散热器冷却，这会造成整车因为需要预留中冷器散热需求而选用大散热器和大功率水泵，增加整车散热空间及安装难度；

（3）传统燃料电池系统的废气由增湿器湿出口排出，通常接近于系统运行温度，通常温度较低，不利于能量回收。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种燃料电池用双冷却中冷器，以解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种燃料电池用双冷却中冷器，通过设置双重冷却腔体，进行对高温干空气的预降温，解决背景技术中的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种燃料电池用双冷却中冷器，至少包括导流端盖、冷却腔以及散热管，其中，所述导流端盖设置在该中冷器的两侧，分别进行高温气体进入和降温后气体排出；两侧所述导流端盖中间连通设置有所述冷却腔，所述冷却腔至少包括相邻设置的气冷腔和液冷腔两个冷却空间；所述散热管位于中冷器内部，所述散热管贯穿所述气冷腔和液冷腔，使得所述散热管与所述导流端盖在中冷器内部形成流场空间，完成对高温气体的冷却。

进一步的，所述导流端盖上设置有气液进出口，一侧所述导流端盖的一端设置高温气体入口，用于连接外部空压机，使得来自空压机的高温气体进入中冷器内部进行冷却，另一端连接所述冷却腔，将高温气体导入到所述冷却腔；另一侧导流端盖的一端连通冷却腔，另一端设有降温后气体出口，将所述冷却腔冷却后的气体导出到其他设备中。

进一步的，所述冷却腔中两个冷却腔体的设置位置为：所述气冷腔位于所述液冷腔上游，所述导流端盖的导入的高温气体首先经过所述气冷腔进行预降温，再经过液冷腔补充降温，最后降至合适温度。

进一步的，所述气冷腔和液冷腔的降温可采用单一的所述气冷腔进行降温，当所述气冷腔降温不能达到燃料电池系统要求时，通过液冷腔补充降温。